海上多元热流体热力开采技术研究与实践

蒸汽吞吐和蒸汽驱技术是稠油开采的一项有效技术。对于条件较好的稠油油藏,这些工艺的采收率可以达到30%以上。然而,海上稠油油藏储层较薄、埋藏较深、热量损失和蒸汽干度低等情况会严重影响热采的经济性。多元热流体热力开采技术针对海上油藏特点,指向油藏注入蒸汽和非凝析气体,注入的气体不仅扩大了热采影响范围,而且与注入的热量协同降黏,从而降低热采温度要求,减少热量损失,提高热采的经济性。在此技术思路下,在南堡35-2油田南区开展了热采室内实验、数值模拟研究及海上先导性试验,显示海上稠油采用多元热流体热力吞吐开采的增产效果显著,单井平均日产量由冷采时的10～20m3提高到50～60m3,有效期达300～400d。现场应用中,多元热流体发生器及配套注入设备运行良好,地面工艺流程满足了海上热采需要。     

海上多元热流体吞吐提高采收率机理及油藏适应性研究

多元热流体吞吐热采作为海上稠油热采开发创新技术,已在渤海油田稠油开发中进行了先导性试验,但对其提高采收率机理及油藏适用范围的研究尚不够深入。通过理论分析、物理实验分析和数值模拟等方法,研究了热流体中各个组分的作用机理以及各组分之间的耦合作用,深入剖析了多元热流体提高采收率机理;同时,利用渤海油田稠油油藏的地层原油粘度、渗透率和非均质性等参数,对比研究了多元热流体吞吐和蒸汽吞吐的开发效果及各自的油藏适应条件。研究结果表明:多元热流体提高采收率机理与单纯蒸汽吞吐相比,增加了扩大热波及半径、提高地层能量及减少热损失等作用,但所携带热焓总量略有下降,因此,更适用于原油粘度相对不高、储层非均质性弱、油层较薄、天然能量较小的稠油油藏。     

海上深薄层稠油油田多元热流体吞吐研究

按照稠油注蒸汽开采筛选标准,很多埋藏深、储层薄的稠油油藏难以投入注蒸汽开发。为改善开发效果,提出多元热流体（蒸汽、热水、N₂和CO₂的高温混合物）吞吐技术,利用注入气体溶解降黏等复合机理开采原油。通过驱替实验研究多元热流体吞吐有别于蒸汽吞吐的主要作用机理,采用数模方法对比研究多元热流体吞吐与蒸汽吞吐生产规律和开发指标的异同。研究表明,与常规蒸汽吞吐相比,多元热流体吞吐周期内平均日产油、累计产油、采油速度均提高30%,周期间平均日产油递减率为蒸汽吞吐的60%,采出1%石油地质储量压降幅度仅为蒸汽吞吐的80%。矿场实践表明,南堡35-2油田南区注多元热流体吞吐后,单井高峰日产油可达到127 t/d,平均热采有效期达到300 d,有效期内平均日产油达到50 t/d,为冷采产能的1.6倍,预测采收率可在冷采基础上提高8.5个百分点。研究结果可为“深、薄、稠”油藏开发方案设计提供借鉴。     

稠油油藏水平井多元热流体吞吐高效开采技术

水平井多元热流体吞吐高效开采技术是一项综合利用水平井、二氧化碳、氮气和蒸汽进行稠油开发的提高采收率新技术。根据稠油油藏的特点,对其进行了水平井多元热流体吞吐实验及数值模拟研究,揭示了其提高采收率机理。与常规蒸汽吞吐相比,水平井多元热流体吞吐高效开采技术具有3大优势:水平井可以提高注入能力与生产能力,且吞吐有效期长;二氧化碳能有效降低稠油粘度和残余油饱和度,提高驱油效率;氮气可以扩大注入蒸汽波及范围,降低注入蒸汽热损失。现场应用证实,该技术可有效提高蒸汽的利用效率,降低注入压力,提高油井产能,延长吞吐有效期,能够大幅度提高海上稠油产量。     

海上热采非凝析气体窜逸数模表征与应用

多元热流体吞吐技术在渤海稠油油藏应用取得了良好的开发效果。然而，随着开发程度不断提高，出现了较明显的井间气窜现象，较大地影响了多元热流体的吞吐整体效果。针对渤海复杂断块稠油多元热流体吞吐过程中出现的井间非凝析气体窜逸现象，开展数值模拟表征研究，应用CMG-STARS软件，以油藏实际数据建立井间窜逸模型，从油藏基础、开发方式以及注热参数三个角度探索分析非凝析气体窜逸程度的影响因素；同时，通过多参数的敏感性分析，筛选出影响程度最大的关键因素。研究表明:油藏油层厚度、水平井布井纵向位置以及注入气水比大小是影响窜逸程度的关键因素，分析结果对制定非凝析气体窜逸治理方案具有指导意义。     

海上多元热流体吞吐与蒸汽吞吐开采效果对比

多元热流体（热水、Ｎ２、ＣＯ２ 的混合物） 热采技术作为近年来兴起的海上开采新技术,加热范围和吞吐效果与蒸汽不同。利用物理模拟实验方法定量研究Ｎ２ 和ＣＯ２ 的溶解降黏作用,根据海上油田实际地质油藏参数建立水平井单井数模模型,通过蒸汽和多元热流体注入热焓相同和注入热水量相同２ 种方案,对水平井吞吐加热半径和最终采收率进行研究。结果表明：多元热流体吞吐比蒸汽吞吐提高采收率的幅度大,提高多元热流体中蒸汽的干度,可最大限度发挥Ｎ２ 和ＣＯ２ 的增产作用。现场应用显示,产能提高１􀆰 ６ 倍,数模预测井控储量采收率可在冷采基础上提高近１０ 个百分点,为渤海油田数亿吨非常规稠油寻找到有效开发方向。     

多元热流体吞吐技术在海洋稠油探井测试中的应用

稠油粘度大、流动性差,测试作业难度大。以传统蒸汽吞吐作业为基础,在原有的单项注入蒸汽(或热水)的基础上,增加降粘剂、解堵剂、防膨剂、加热设备燃烧柴油产生的气体、氮气等。现场作业表明,多元热流体吞吐技术适合海洋领域稠油探井测试作业。通过该技术,海洋稠油探井产油量、流温增加明显,原油能够增温降粘,加强了原油的流动性。     

基于井筒离散模型的多元热流体吞吐机理

海上稠油油藏在多元热流体多轮次吞吐后,产量明显递减,开发效果变差。由于缺乏对多元热流体吞吐机理的认识,很难提出吞吐后开发调整的有效措施,有必要对水平井多元热流体吞吐开发机理进行研究。采用数值模拟方法,优选出井筒离散模型,通过与热水吞吐对比,剖析了多元热流体吞吐过程。结果表明,考虑多元热流体变质量流动影响以及井筒与地层耦合作用的井筒离散模型,能更真实反映稠油油藏水平井多元热流体吞吐的温度场和黏度场变化。井筒离散模型下的多元热流体吞吐模拟结果表明,沿水平井加热范围呈“长勺”状,且气液分离导致降黏范围逐渐增加。多元热流体吞吐通过热气复合降黏、扩大波及系数、气体辅助重力泄油和提高热效率,达到提高采收率的目的。     

深层超稠油多元热流体开采机理

鲁克沁油田东Ⅱ区属于深层超稠油油藏,多元热流体开采技术在该类油藏中无应用先例,也缺乏室内物理模拟试验的理论性支持。文中针对深层超稠油油藏条件下的相态和流体特性,对多元热流体的开采机理进行研究,完成了超高温高压PVT实验、一维驱替实验及二维三维吞吐实验,认识了超稠油溶解多元热流体体系内单一气体组分和混合气体组分的黏度变化规律、多元热流体温度及稠油含水率对降黏效果的影响情况、多元热流体与其他驱油介质驱油的规律,以及多元热流体最优注入参数确定及水平井吞吐开采特征。该成果适用于深层、超深层超稠油应用多元热流体开采技术的有效开发。     

多元热流体中热—气降黏作用初步探讨

多元热流体吞吐热采技术是一种新型的提高稠油采收率技术,目前在渤海湾NB-XX油田已经得到尝试并获成果,然而对于其降黏增产机理的认识并不清楚。通过模拟计算及室内实验研究,对多元热流体作用机理进行初步探讨分析,揭示了多元热流体增加稠油单井产能、改善稠油开发效果的作用机理,为该技术在其它稠油油田的运用提供了一定的理论依据。     

The Effects of Multi-component Thermal Fluids on the Viscosity of Offshore Heavy Oil

Multi-component thermal fluids stimulation is a feasible way to recover offshore heavy oil reservoir. As a new technology, its mechanism of enhanced oil recovery should be understood through systematic simulation experiments and quantitative analysis. Laboratory experiments were carried out to investigate the effects of temperature, natural gas, and various gases (N₂, CO₂, or N₂+CO₂) on the viscosity of heavy oil from Nanbao block of Bohai offshore oilfield. The results show that in the range of 56°C (reservoir temperature) to 120°C, natural gas saturated and degassed oils are all very sensitive to temperature, and the viscosity is reduced by more than 90% when heated to 120°C; under lower temperature condition, injection of 5MPa N₂, N₂+CO₂, or CO₂ can significantly reduce the viscosity of natural gas saturated heavy oil, with a viscosity reduction ratio of about 20%, 50%, and 80%, respectively, at 56°C. Therefore, heavy oil production by viscosity reduction can be achieved by raising temperature or through gas injection. Taking into account the equipment, heat loss, and cost of steam injection, the technology of moderate heating, auxiliary gas injection is very promising for the recovery of Nanbao heavy oil.     

永平油田稠油自发乳化降粘剂的筛选及驱油效果评价

针对永平油田稠油粘度大、油层厚度薄、原始含油饱和度低及热采投产后产油量低的现状,筛选出一种能使稠油在地层中发生自发乳化的降粘剂,使稠油以较低粘度的乳状液被采出,从而提高稠油的采收率。针对不同乳化降粘剂对永平油田稠油的乳化效果评价结果表明,自发乳化降粘剂NS在质量分数为2%、温度为45℃的条件下,可将油水界面张力降至10-3mN/m数量级以下,并可完全自发乳化等体积的永平油田稠油,降粘率达99.74%。NS自发乳化驱油实验结果表明,经过后续水驱后,自发乳化驱的采收率在水驱基础上提高了38.18%。     

稠油油藏注CO2提高采收率影响因素研究

与稀油注CO₂提高采收率机理不同,CO₂与稠油无法达到混相,因此影响其开发效果的主要因素差别很大,特别是在热化学复合采油过程中,注入的CO₂主要发挥隔热、降黏、增能的作用。为了进一步研究不同因素对稠油油藏注CO₂驱替效果的影响,在稠油样品物性分析的基础上,利用正交实验方法研究了原油黏度、温度、压力和渗透率对稠油油藏注CO₂提高采收率的影响。温度对采收率影响最大,其他因素由大到小依次为:渗透率、压力、油样类型。根据实验结论及认识,综合考虑地层温度、油藏渗透率等因素,在胜利油田开展了稠油油藏注CO₂吞吐提高采收率矿场试验。从矿场实际生产结果来看,油藏温度增加以及油藏渗透率提高,都有利于注CO₂吞吐开发,都能够有效提高油井产量。      

中国稠油热采开发技术与发展方向

稠油是重要的石油资源类型,实现稠油资源持续、高效开发,对保障国家能源安全具有重要的现实意义。针对中国热采稠油的主要特征进行了分析和总结:在地质和油藏特征方面,中国稠油油藏类型多、埋藏深、油层薄、储层非均质严重、油水系统复杂;在组成特征方面,胶质和沥青质分子之间相互作用形成空间网状结构导致稠油黏度大;在流变特性方面,稠油存在临界温度,当温度大于临界温度时,稠油流变行为呈现牛顿流体流变特性,当温度小于临界温度时,稠油流变行为呈现具有屈服值的宾汉流体特征;在渗流特征方面,稠油在地下渗流呈现非达西渗流特征,存在启动压力梯度,其受温度、储层渗透率、地层原油黏度及沥青质含量影响。综述了国内外稠油开发技术现状,详细阐述了蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)、火烧油层、热复合开发等技术的主要机理、适用条件、应用实例、存在问题和发展方向,蒸汽吞吐仍是稠油热采的主要方式,蒸汽驱是蒸汽吞吐后有效接替技术之一,SAGD技术在引进吸收中取得重要进展,火烧油层成为大幅度提高采收率的重要技术,热复合开发技术实现难采稠油高效开发。研究结果表明,未来稠油开发需要发展高质高效的热力开发技术,协同采收率和油汽比"双目标"最大化,持续加强油藏描述、动态监测和注采调控,积极探索产热方式转变,从而实现稠油效益开发和绿色低碳发展。     

超深层低渗透稠油CO2增溶降黏体系研发与应用

目前采用CO2吞吐开采超深层低渗透稠油油藏无法达到经济产能,即使使用降黏剂和CO2辅助热采开发也存在降黏效果差、单井产能低和油藏开发难度大等问题。通过使用分子体系设计和实验验证,对CO2增溶降黏剂进行研发,利用化学剂本身降黏功能和增强CO2溶解原油的能力,将化学降黏与CO2开采两种稠油开采技术进行有机结合,达到降低稠油黏度以及增强稠油流动性的目的。研制的增溶降黏剂可使CO2溶解度增大7倍,降黏率高达99.2%,有效解决了超深层低渗透稠油降黏范围小的难题。矿场应用结果表明,试验井周期平均日产油量达到原日产油量的2.5倍以上,取得了良好的效果。     

超稠油三元复合吞吐中CO2溶解驱油实验研究

通过实验测定了不同温度压力下含CO2超稠油的粘度和不同含水率体系中的溶解度变化规律.研究结果表明,超稠油溶解CO2后,体积会膨胀增大,原油粘度降低;CO2在超稠油中的溶解度随压力增加而增加,随温度升高而降低;CO2在油水系统油中所溶解的比例随温度升高而减小,随压力升高而减小,随含水增加而下降;CO2在稠油中的溶解有利于...